ABSTRACT
RESUMO O uso de lodo de esgoto na agricultura se tornou prática corrente em diversos países, sendo atrativa em muitos aspectos, principalmente no fornecimento de matéria orgânica e nutrientes ao solo. Embora os benefícios ambientais e agrícolas do uso de lodo sejam consideráveis, tal prática deve ser realizada de forma sanitariamente segura. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de um processo de higienização térmica de lodo de esgoto utilizando energia solar. O lodo era aquecido através de um trocador de calor, construído com tubos de cobre e instalado dentro do reator, no qual circula água aquecida em coletores solares planos. Foram realizados 16 ensaios experimentais em diferentes condições de irradiação solar. A inativação térmica da Escherichia coli foi avaliada através do modelo cinético de primeira ordem em condições não isotérmicas. O processo mostrou-se eficiente em ensaios realizados com irradiação solar média do período acima de 500 W.h.m-2, com redução de E. coli entre 4,2 e 7,1 log10 e de coliformes totais entre 4,8 e 7,4 log10. Os ensaios realizados em dias com menores índices de irradiação solar tiveram a eficiência de higienização comprometida, devido às baixas temperaturas atingidas pelo lodo.
ABSTRACT The application of sewage sludge in agriculture has become a common practice in many countries, which is attractive in many aspects, especially for the input of organic matter and nutrients in the soil. Despite the benefits of sludge use in agriculture and for the environment , this practice needs to be conducted considering safety aspects regarding sanitary conditions. In this context, the aim of this study was to evaluate the efficiency of a thermal disinfection process of sewage sludge using solar energy. The sludge was heated through a heat exchanger built with copper pipes and installed inside the reactor, in which water heated in flat plate solar collectors circulates. Sixteen experimental tests were performed under different solar irradiation conditions. The thermal inactivation of Escherichia coli in the reactor was evaluated using the first order kinetic model in non-isothermal conditions. The process proved effective in those tests with an average solar irradiation period above 500 W.h.m-2, and the reduction of E. coli was between 4.2 and 7.1 units log10; and between 4.8 and 7.4 units log10 of total coliforms. When tests were conducted in days with lower levels of solar irradiation, the efficiency of sanitisation was compromised, due to the low temperatures reached by the sludge.
ABSTRACT
O presente trabalho objetivou determinar parâmetros cinéticos da inativação térmica de Escherichia coli em lodo de esgoto. Os ensaios foram realizados em laboratório pelo método do frasco de três bocas nas temperaturas de 45, 50, 55, 60 e 65ºC. Os resultados indicaram que a cinética de inativação térmica deste microrganismo pode ser descrita por um modelo de primeira ordem. A resistência da bactéria é reduzida consideravelmente em temperaturas acima de 55ºC. A energia de inativação encontrada foi 2,48x10(5) J.mol-1. O tempo de redução decimal D55ºC foi de 3,61 minutos e o coeficiente térmico z foi 8,3ºC.
The present study aimed to determine the kinetic parameters of thermal inactivation of Escherichia coli in sewage sludge. The tests were performed in the laboratory using the three-neck flask method at temperatures of 45, 50, 55, 60 and 65ºC. The results indicated that the thermal inactivation kinetic of this microorganism can be described by a first order model. The resistance of bacteria is greatly reduced at temperatures above 55ºC. The inactivation energy was found 2.48x10(5) J.mol-1. The decimal reduction time D55ºC was 3.61 minutes and the thermal coefficient z was 8.3ºC.